[发明专利]一种钛铝合金复合材料及其制备方法

摘要

本发明一种钛铝合金复合材料及其制备方法，涉及钛基合金，是一种Ti‑Al‑Nb‑Fe‑V‑SiC_w高强度钛铝合金复合材料，其组成成分的原子百分比：Al为40～44at.%、Nb为1～2at.%、Fe为1～2at.%、V为1～2at.%、SiC_w为2～3at.%和其余部分为Ti，SiC_w为碳化硅晶须，仅加入少量高密度合金元素，同时引入低密度晶须协同作用强韧化，采用熔炼浇注方式，一步到位即获得高强度钛铝合金复合材料，该钛铝合金复合材料的密度显著降低，具有高的比强度，还克服了现有技术方法需要利用原材料的粉体，通过球磨加热压烧结、高温烧结或放电等离子烧结工艺，铸造方法需要采用高成本成型工艺的缺陷。

主权项

1.一种钛铝合金复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：第一步，配制钛铝母合金复合材料的原料：按一种钛铝合金复合材料的组成成分的原子百分比：Al为40～44at.％、Nb为1～2at.％、Fe为1～2at.％、V为1～2at.％、SiC_w为2～3at.％和其余部分为Ti，称取相应量的原料：商业纯Ti、商业纯Al、商业纯Nb、商业纯Fe、商业纯V和商业β碳化硅晶须，完成配制钛铝母合金复合材料的原料；第二步，制备钛铝母合金：将上述第一步配制的钛铝母合金复合材料的原料中所称取的商业纯Ti、商业纯Al、商业纯Nb、商业纯Fe和商业纯V置于水冷铜坩埚中，在真空度≤5×10^‑2Pa的条件下进行真空悬浮熔炼，熔炼温度为1650～1670℃，熔炼时间为6～10min，制得成分均匀的Ti‑Al‑Nb‑Fe‑V钛铝母合金；第三步，制备Ti‑Al‑Nb‑Fe‑V‑SiC_w高强度钛铝合金复合材料产品：对上述第二步制得的成分均匀的Ti‑Al‑Nb‑Fe‑V钛铝母合金采用电火花线进行切割成为块体，对这些块体表面进行打磨，去除氧化层，并采用无水乙醇，去离子水在超声条件下清洗风干，将如此处理后的块体与上述第一步配制钛铝母合金复合材料的原料中所称取的商业β碳化硅晶须置于氮化硼坩埚中，于氩气气氛中进行真空熔炼，熔炼温度为1650～1670℃，真空熔炼的真空度≤5×10^‑3Pa，熔炼时间为20～30min，制得Ti‑Al‑Nb‑Fe‑V‑SiC_w高强度钛铝合金复合材料产品，其组成成分的原子百分比：Al为40～44at.％、Nb为1～2at.％、Fe为1～2at.％、V为1～2at.％、SiC_w为2～3at.％和其余部分为Ti，其中的SiC_w为碳化硅晶须。